計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展史剖析及未來(lái)趨勢(shì)預(yù)測(cè)

陳藝丹

摘 要：隨著社會(huì)生活逐漸向網(wǎng)絡(luò)化，數(shù)字化發(fā)展，為了提高生產(chǎn)或銷售效率，減少人工操作的誤差，我們的生活已經(jīng)愈來(lái)愈依賴計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)技術(shù)了。而計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展至今，經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間的積累和技術(shù)的不斷迭代更新。本文主要介紹計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展歷程，并且較為詳細(xì)的介紹幾種在生活中使用較為廣泛的計(jì)算機(jī)技術(shù)及正在發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)，并在結(jié)尾處對(duì)未來(lái)計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了大膽的預(yù)測(cè)。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù)；數(shù)字圖像處理；人臉識(shí)別技術(shù)；人工智能；發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）24-0034-02

1 計(jì)算機(jī)概述

1.1 計(jì)算機(jī)的概念

計(jì)算機(jī)技術(shù)，就要先介紹計(jì)算機(jī)了，計(jì)算機(jī)是一種用于高速計(jì)算的電子計(jì)算器，除了可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)值計(jì)算外，還可以進(jìn)行復(fù)雜的邏輯運(yùn)算。隨著計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，如今的計(jì)算機(jī)已經(jīng)為人類在各個(gè)方面提供了便利，比如辦公、娛樂、管理等。

1.2 計(jì)算機(jī)的發(fā)展史

計(jì)算機(jī)經(jīng)歷了由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由低級(jí)到高級(jí)的演變歷程。最初的設(shè)計(jì)是為了提高計(jì)算速度，能夠在極短的時(shí)間內(nèi)完成較為龐大的數(shù)值計(jì)算。不過(guò)當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，占地面積大，消耗能量多，計(jì)算速度較慢。但是卻為計(jì)算機(jī)未來(lái)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。經(jīng)過(guò)不斷地技術(shù)升級(jí)和結(jié)構(gòu)改良設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)體積不斷綜小，性能不斷增強(qiáng)，功耗不斷降低，計(jì)算速度的增長(zhǎng)率超乎人們的想象。

總結(jié)起來(lái)，計(jì)算機(jī)發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)時(shí)代：

（1）電子管數(shù)字機(jī)。也就是最初的計(jì)算機(jī)，其特點(diǎn)為：速度慢、體積大、功耗高、價(jià)格昂貴。（2）晶體管數(shù)字機(jī)。相比于電子管數(shù)字機(jī)來(lái)說(shuō)，在各個(gè)方面已經(jīng)有了不少的提高。（3）集成電路數(shù)字機(jī)。與晶體管數(shù)字機(jī)相比，在運(yùn)算速度上有了本質(zhì)的提高，并且價(jià)格更低廉。（4）大規(guī)模集成電路機(jī)。我們目前使用的計(jì)算機(jī)，其體積小，甚至可以隨身攜帶，并且價(jià)格進(jìn)一步降低，計(jì)算機(jī)進(jìn)入了尋常百姓家。

2 計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展，人們不再滿足于計(jì)算機(jī)的計(jì)算功能，希望計(jì)算機(jī)能夠完成許多對(duì)人類來(lái)說(shuō)很難完成甚至無(wú)法完成的任務(wù)。于是人們開始進(jìn)一步研究和開發(fā)計(jì)算機(jī)的“潛力”，由此誕生計(jì)算機(jī)技術(shù)。

2.1 計(jì)算機(jī)技術(shù)的概念

計(jì)算機(jī)技術(shù)包含的內(nèi)容十分廣泛，其最直觀的含義為：利用計(jì)算機(jī)完成或?qū)崿F(xiàn)某種功能，為人類的生活、學(xué)習(xí)等提供便利的技術(shù)?？梢詫⑵浠\統(tǒng)地分為計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)兩方面。

2.2 計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展

計(jì)算機(jī)誕生之初，為了提高計(jì)算速度和減少體積及降低成本，經(jīng)不斷探索和研究，便產(chǎn)生了最初的計(jì)算機(jī)技術(shù)。計(jì)算機(jī)技術(shù)提高了計(jì)算機(jī)軟硬件方面的性能。第一臺(tái)計(jì)算機(jī)使用了18000只電子管，7萬(wàn)只電阻，1萬(wàn)只電容。并且計(jì)算速度也只有每秒鐘5000次[1]。在這樣的硬件平臺(tái)上，無(wú)論使用多么強(qiáng)大的軟件技術(shù)，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)諸多功能。經(jīng)過(guò)人們的不斷探索研究，計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)和水平得到了飛速發(fā)展，目前來(lái)說(shuō)，普通的家用電腦的硬件都足以滿足人們?nèi)粘５氖褂眯枨蟆?/p>

但是，硬件技術(shù)的發(fā)展卻不能帶來(lái)同等的計(jì)算機(jī)功能和性能的提高。比如使用高水平硬件的計(jì)算機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)值運(yùn)算，就無(wú)法體現(xiàn)出計(jì)算機(jī)的功能和性能的強(qiáng)大。于是人們同時(shí)研究計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)，搭配計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)使得計(jì)算機(jī)發(fā)揮出它的最大作用。其中，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)便是計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)結(jié)合的代表作，是計(jì)算機(jī)發(fā)展史上具有重要里程碑意義的技術(shù)。

如今，基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)又產(chǎn)生了一大批先進(jìn)的，高級(jí)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，這些技術(shù)已經(jīng)開始改變?nèi)藗兊纳盍?xí)慣及生活方式。比如我們常常聽到的“大數(shù)據(jù)技術(shù)”、“數(shù)字圖像處理技術(shù)”、“人工智能技術(shù)”等等。從計(jì)算機(jī)發(fā)明到現(xiàn)在僅僅70余年的時(shí)間，計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展速度之快，令人驚嘆。

2.3 計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

接下來(lái)，我們要介紹這些技術(shù)是如何應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活中的，主要介紹數(shù)字圖像處理技術(shù)、人臉識(shí)別技術(shù)、人工智能。

2.3.1 數(shù)字圖像處理技術(shù)

在我們的生活中，數(shù)字圖像處理技術(shù)無(wú)處不在，舉一個(gè)最簡(jiǎn)單的例子，我們幾乎每天都要掃一掃二維碼，而掃描二維碼，為何就能跳轉(zhuǎn)網(wǎng)頁(yè)或是顯示數(shù)據(jù)呢？其實(shí)就是應(yīng)用了數(shù)字圖像處理技術(shù)。其原理就是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為與計(jì)算機(jī)適應(yīng)的“0”、“1”比特流的形式，通過(guò)算法形成二維碼。而掃描二維碼就是將識(shí)別圖像中的每一個(gè)黑白格，通過(guò)解碼的算法將其反向轉(zhuǎn)換為原始數(shù)據(jù)并且顯示出來(lái)。

除了二維碼之外，比如停車場(chǎng)出入口的攝像頭可以識(shí)別出進(jìn)出車輛的車牌號(hào)，使用數(shù)字圖像處理技術(shù)分析細(xì)胞狀況，識(shí)別癌細(xì)胞等，這些都是常見的數(shù)字圖像處理技術(shù)在生活中的應(yīng)用。

數(shù)字圖像處理技術(shù)將視覺中的圖像數(shù)據(jù)化，使其能夠識(shí)別，對(duì)比，操作圖片，在工業(yè)，醫(yī)學(xué)，軍事，生活等方面都有很廣泛的應(yīng)用。

2.3.2 人臉識(shí)別技術(shù)

人臉識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用也十分廣泛，它分為很多類別，比如我們是用手機(jī)拍照時(shí)，它會(huì)將場(chǎng)景中的人臉識(shí)別并且標(biāo)記出來(lái)。這是用到了人臉檢測(cè)技術(shù)中的人臉規(guī)則法。這種方法預(yù)先向計(jì)算機(jī)中設(shè)定人類面部的基本規(guī)則信息，在識(shí)別時(shí)，基本符合該規(guī)則的部分會(huì)被標(biāo)記為人臉。

另一種人臉識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用是在許多公司用來(lái)記錄考勤信息的系統(tǒng)中，常用的考勤方式有兩種，第一種方式的使用率在逐漸增加，其使用的技術(shù)就是虹膜識(shí)別技術(shù)。虹膜識(shí)別技術(shù)具有很好的發(fā)展前景[2]，他是一種生物特征識(shí)別技術(shù)。而另一種方式便是采用了人臉識(shí)別技術(shù)中的參考模板法。首先系統(tǒng)需要錄入員工的人臉信息，向系統(tǒng)中傳遞一個(gè)該員工的標(biāo)準(zhǔn)模板數(shù)據(jù)。這里也使用到了數(shù)字圖像處理技術(shù)，可見計(jì)算機(jī)技術(shù)不會(huì)是完全獨(dú)立的，可能是多種技術(shù)共同組成的。錄入模板信息之后，當(dāng)員工進(jìn)行人臉考勤時(shí)，系統(tǒng)會(huì)采集當(dāng)前人臉信息，與庫(kù)中已經(jīng)存在的標(biāo)準(zhǔn)模板信息作對(duì)比，如果相似率達(dá)到要求，便會(huì)認(rèn)為匹配成功。endprint

人臉識(shí)別技術(shù)使得確認(rèn)身份信息時(shí)的錯(cuò)誤率降低，并且減少了復(fù)雜的檢驗(yàn)手續(xù)，為我們的生活和工作帶來(lái)了極大的便利。

2.3.3 人工智能

提起人工智能，人們應(yīng)該都不陌生。AlphaGo便是人工智能的代表，它是第一個(gè)擊敗人類頂尖職業(yè)圍棋選手的機(jī)器。機(jī)器的智力已經(jīng)高于人類，并且在某個(gè)方面擊敗人類，這是令人膽寒的一件事。人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，是研究計(jì)算機(jī)模擬人腦的學(xué)科[3]。

它和普通機(jī)器人的差別在于：普通機(jī)器人是根據(jù)程序員錄入的程序執(zhí)行操作，也就是說(shuō)程序員提前編寫好了該機(jī)器人在什么場(chǎng)景下會(huì)進(jìn)行什么樣的行為。即使多次遇到同樣的場(chǎng)景，機(jī)器人還是會(huì)執(zhí)行相同的行為。但是人工智能則不同，人工智能致力于研究模擬人腦。人相比于機(jī)器來(lái)講，能夠?qū)W習(xí)，有獨(dú)立的思維，有面對(duì)不同場(chǎng)景產(chǎn)生的不同意識(shí)。所以人工智能要賦予機(jī)器學(xué)習(xí)能力、思考能力，要讓機(jī)器會(huì)隨著時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)改變自己的行為習(xí)慣，并且能夠“學(xué)得聰明”。

人工智能到底會(huì)給人類社會(huì)帶來(lái)什么影響，目前還不得而知，但是使用人工智能卻可以解決人類無(wú)法解決的現(xiàn)實(shí)問題。[4]

3 計(jì)算機(jī)技術(shù)趨勢(shì)預(yù)測(cè)

有很多人認(rèn)為計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了頂峰，很難再去進(jìn)一步發(fā)展。我認(rèn)為計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展還有很大的空間。因?yàn)橛谢ヂ?lián)網(wǎng)的存在，很多現(xiàn)實(shí)中的事物都可以將其數(shù)字化，共享化。

首先，互聯(lián)網(wǎng)會(huì)搭配計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)，使得計(jì)算機(jī)向終端化和虛擬化發(fā)展。如果網(wǎng)速遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了計(jì)算機(jī)對(duì)硬盤的讀取速度，那么計(jì)算機(jī)就可以不需要存儲(chǔ)設(shè)備了。并且計(jì)算機(jī)顯示方式也會(huì)逐漸向虛擬化發(fā)展，不再需要顯示屏，而是虛擬化顯示。

其次，我認(rèn)為計(jì)算機(jī)技術(shù)會(huì)向智慧化發(fā)展，人工智能的發(fā)展會(huì)使機(jī)器變得有思想有意識(shí)，那么我們的設(shè)備不再僅僅按照我們?cè)O(shè)定好的程序執(zhí)行，而是會(huì)根據(jù)使用者的喜好，不斷地做出調(diào)整以適應(yīng)使用者。

最終，計(jì)算機(jī)技術(shù)將如同我們生活中必須的水和電一樣，充斥在我們生活中的任何角落，無(wú)聲無(wú)息的為人類服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]侯希來(lái).計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)及其展望[J].科技展望，2017，27（17）：14.

[2]顏飛.非約束虹膜識(shí)別系統(tǒng)研究[D].吉林大學(xué)，2016.

[3]鄒蕾，張先鋒.人工智能及其發(fā)展應(yīng)用[J].信息網(wǎng)絡(luò)安全，2012，（02）：11-13.

[4]侯曉璐.淺析計(jì)算機(jī)應(yīng)用的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012，（27）：50.endprint